溶接鋼管の製造方法
【課題】溶接部の品質性に優れていると共に生産効率性を向上し得る溶接鋼管の製造方法を提供する。
【解決手段】鋼帯１を連続的に管状に曲成して直線シーム素管２を成形し、素管のシーム部を溶接して溶接鋼管を製造する製造方法において、素管のシーム部の内面側における素管の肉厚の１／２〜１／８の部位だけを高周波溶接３し、その溶接直後に溶接部の内面溶接ビード３０及び外面溶接ビード３１を切削して除去する。次いで、シーム部の外側面をサブマージアーク溶接で溶接４する。
【解決手段】鋼帯１を連続的に管状に曲成して直線シーム素管２を成形し、素管のシーム部を溶接して溶接鋼管を製造する製造方法において、素管のシーム部の内面側における素管の肉厚の１／２〜１／８の部位だけを高周波溶接３し、その溶接直後に溶接部の内面溶接ビード３０及び外面溶接ビード３１を切削して除去する。次いで、シーム部の外側面をサブマージアーク溶接で溶接４する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋼帯を素材とする溶接鋼管の製造方法に関する。さらに詳しくは、鋼帯を管状に曲成して直線シーム素管を成形し、前記素管のシーム部（開先部）を溶接して製造する溶接鋼管の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、溶接鋼管として、例えば平板状の鋼板（プレート＝Ｐｌａｔｅ）を素材とする鋼管及び鋼帯（コイル＝Ｃｏｉｌ）を素材とする鋼管がある。鋼帯は帯鋼とも称される。
【０００３】
溶接法としては、例えば電縫溶接（ＥＲＷ）やサブマージアーク溶接（ＳＡＷ）などが一般に広く知られている。なお、「ＳＡＷ」は「サブマージドアーク溶接」と称する場合もある。電縫溶接としては、高周波溶接（ＨＦＷ）が広く採用されている。ＨＦＷには高周波抵抗溶接（高周波電気抵抗溶接）及び高周波誘導溶接があり、その両方とも採用される。前記以外の溶接法として、例えば、レーザ溶接、或いはＴＩＧやＭＩＧ等のガスアーク溶接などが知られている。
【０００４】
溶接鋼管の種類としては、直線状に溶接するストレートシーム鋼管とスパイラル状に溶接するスパイラル鋼管とに大別することができる。
【０００５】
上述した素材、溶接法、及び種類等は鋼管の肉厚や管径及び用途目的等に応じて適宜選択して採用される。
【０００６】
鋼板（Ｐｌａｔｅ）を素材として製造する代表的な溶接鋼管の一つとして、ＵＯＥ鋼管がある。ＵＯＥ鋼管等は、例えば、次の工程により製造される。即ち、例えば、特開２００５−２８８４４８号公報等に記載されているように、鋼板の両側端部をミーリングで開先加工（エッジ加工）した後、Ｕプレス、Ｏプレスで素管（直線シーム素管）を成形する。溶接工程は、開先部(シーム部)を仮付け溶接し、内面溶接、外面溶接の順番で溶接する三工程で構成される。
【０００７】
前記素管（シーム部を溶接する前の鋼管）のシーム部（開先部）はＸ形開先形状に形成されている。仮付け溶接はシーム部の外面側の開先部をＣＯ２溶接法で行ない、本溶接の内面溶接及び外面溶接はサブマージアーク溶接（ＳＡＷ）で行なう。仮付け溶接も含め、前記いずれの溶接も下向き溶接で開先部が溶接できるように鋼管（素管）を適宜回転させる（製造例１）。上記ＳＡＷ溶接する際の溶接電流は、鋼板の肉厚により、例えば約１０００〜約２０００Ａｍｐ程度の範囲で実施される。
【０００８】
上記製造方法（製造例１）により、品質（溶接部の品質）が良く、信頼度が高い溶接鋼管が製造できる。しかし、製造例１は仮付け溶接，内面側の本溶接，外面側の本溶接の三工程の溶接、及び溶接工程中に素管を回転する操作が必要であり、また、内面溶接は素管の内部で溶接加工を行なうものであるため、生産効率性の問題及び設備費が高くなる等問題を有している。
【０００９】
そこで、上記問題点を解消する方法として、素管シーム部の外面を、仮付け溶接を兼用する溶接で本溶接した後、内面を本溶接する製造方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この製造方法によれば、溶接部の品質性を保持して生産効率性を向上することができる。しかし、素管を回転する操作及び内面溶接加工を素管の内部で行なう点についてはそのまま残されている。
【００１０】
一方、鋼帯（Ｃｏｉｌ）を素材として製造する溶接鋼管として、スパイラル鋼管とストレートシーム鋼管とがある。スパイラル鋼管は、例えば、鋼帯をミーリングでエッジ加工した後、スパイラル状に形成し、その側縁突き合わせ部を内面側及び外面側からそれぞれサブマージアーク溶接（ＳＡＷ）で溶接することにより製造される（製造例２）。
【００１１】
上記製造例２により、溶接部の品質が良く、信頼性が高いスパイラル溶接鋼管が製造できる。しかし、サブマージアーク溶接により製造されるスパイラル鋼管は製造速度が遅い。また、製造例２は、内面側及び外面側を下向き溶接するものであるため、スパイラル鋼管を回転しながら溶接するものである。さらにまた、内面溶接はスパイラル鋼管の内部で溶接加工を行なうものである。したがて、生産効率性の問題に加え、製造技術的な問題、及び設備費が高くなる等問題を有している。
【００１２】
そこで、スパイラル鋼管の製造において生産効率性を向上させる製造方法が試みられている。その一例として、鋼帯（コイル）をスパイラル状に成形し、その突き合わせ部に内面側からサブマージアーク溶接を行なった後、その溶接部が１５０℃以上の温度を保有している状態で、外面側から炭酸ガスアーク溶接を行ない、その上からサブマージアーク溶接を行なう製造方法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。この製造方法によれば、溶接部の品質を保持し、製造例２に比べて製造速度を速くすることができる。しかし、この製造方法によっても、上述した製造技術的な問題及び設備費の問題等については解消することはできない。
【００１３】
なお、上述したＵＯＥ鋼管及びスパイラル鋼管をＳＡＷ法で溶接して製造する際の溶接電流は、素材の肉厚により、一般的には例えば約１０００〜約２０００Ａｍｐ程度の範囲で実施される。
【００１４】
次に、鋼帯（Ｃｏｉｌ）を素材として製造するストレートシーム鋼管は、例えば、電縫溶接法（ＥＲＷ）による製造法が一般に知られている。電縫溶接としては、高周波溶接（ＨＦＷ）が一般に採用されている。
前記ストレートシーム鋼管は、例えば、鋼帯（Ｃｏｉｌ）を連続的に管状に曲成して、その両側端部を突き合わせて圧接して直線シーム素管を成形し、突き合わせ端部によるシーム部（開先部）を圧接しながら高周波加熱（高周波抵抗加熱又は高周波誘導加熱）により加熱して溶融して溶接することにより製造される（製造例３）。高周波溶接する際の高周波の出力は、鋼帯の肉厚により、一般的に例えば約３００ＫＷ〜約２０００ＫＷ程度の範囲で実施される。
【００１５】
製造例３のＥＲＷ（ＨＦＷ）による製造方法によれば、製造例１及び同２のサブマージアーク溶接（ＳＡＷ）による製造方法に比べ、製造速度をスピードアップすることができる。また、高周波溶接（ＨＦＷ）による溶接は、サブマージアーク溶接（ＳＡＷ）のようにシーム部を内面側及び外面側の両方から溶接する方法と異なり、素管のシーム部全体を同時に加熱して溶接するものであるから製造技術がＳＡＷに比べて簡単になると共に設備費も安くなる。しかし、高周波溶接法（ＨＦＷ）による溶接は、サブマージアーク溶接法（ＳＡＷ）による溶接に比べて溶接部の品質性の面における信頼度の点において問題性を有していると指摘されている。
【００１６】
そこで、製造例３の上記問題を解消する製造方法が試みられている。その一例として、例えば、鋼帯を連続的に搬送して管状（円筒状）に成形し、両側の鋼帯端部を高周波加熱により材料（鋼帯）の融点以下の温度に予熱した後、両側の鋼帯端部をスクイズローズで加圧して突き合わせ、その突き合わせ部にレーザービームを照射して加熱溶融して溶接する製造方法が提案されている（例えば、特許文献３，４参照）。この製造方法によれば、製造例３に比べて上述した溶接部の品質性の問題は解消されるように思われる。しかし、この製造方法においては、レーザー溶接設備を設置する必要があるので、設備が大規模になる問題が生じる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１７】
【特許文献１】特開２００５−２８８４４８号公報
【特許文献２】特開平６−２３５５３号公報
【特許文献３】特開平８−１７４２４９号公報
【特許文献４】特開平９−２４４８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
本発明は上記したような実情に鑑みてなされたもので、サブマージアーク溶接の特長（溶接部の高品質）及び高周波溶接の特長（製造速度及び製造技術等）の両方の特長を有効的に活用し、溶接部の品質性に優れていると共に設備を小規模化し、かつ、生産効率性を向上し得る溶接鋼管の製造方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
上記目的を達成するため、本発明のうち１つの発明（第１の発明）は、鋼帯を連続的に管状に曲成して直線シーム素管を成形し、前記素管のシーム部を溶接して溶接鋼管を製造する溶接鋼管の製造方法において、
前記素管のシーム部の内面側における前記素管の肉厚の１／２〜１／８の部位だけを高周波溶接した後、前記高周波溶接した溶接部の内面溶接ビード及び外面溶接ビードを前記高周波溶接直後に切削して除去し、次いで前記シーム部の外面側をサブマージアーク溶接する工程を含んで溶接することを特徴とする。
【００２０】
なお、本発明において、「高周波溶接」には、高周波抵抗溶接（高周波電気抵抗加熱溶接）及び高周波誘導溶接（高周波誘導加熱溶接）の両方が含まれる。
【００２１】
本発明の他の１つの発明（第２の発明）は、鋼帯を連続的に管状に曲成して直線シーム素管を成形し、前記素管のシーム部を溶接して溶接鋼管を製造する溶接鋼管の製造方法において、
第１の製造ライン及び第２の製造ラインを備え、
前記第1の製造ライン中で前記素管を成形すると共に、前記素管のシーム部の内面側における前記素管の肉厚の１／２〜１／８の部位だけを高周波溶接した後、前記高周波溶接した溶接部の内面溶接ビード及び外面溶接ビードを前記高周波溶接直後に切削して除去し、次いで前記第２の製造ライン中で前記シーム部の外面側をサブマージアーク溶接する工程を含んで溶接することを特徴とする。
【００２２】
本発明のさらに他の１つの発明（第３の発明）は、第２の発明の溶接鋼管の製造方法において、前記第１の製造ラインを１ラインに対し、前記第２の製造ラインを複数ライン備えていることを特徴とする。
【００２３】
本発明の第１及び第２の発明において、前記素管のシーム部の外面側の開先部は略Ｖ形状に形成することができる。また、前記素管のシーム部の外側面の開先部は略Ｕ形状に形成することもできる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば次のような作用効果を奏する。
（１）シーム部の内面側における素管の１／２〜１／８の部位だけを高周波溶接で溶接し、シーム部の前記部位以外の外面側をサブマージアーク溶接により溶接するので、溶接鋼管の生命線である溶接部の品質に優れ、信頼度が高い溶接鋼管（直線ビード鋼管）を製造できる。
（２）ＳＡＷによる内面溶接加工を行なわないので、製造技術的に容易になり、設備費を節減することができる。
（３）シーム部の内面側の１／２〜１／８だけを高周波溶接で溶接するので、全体を高周波溶接する場合に比べて出力は約１／２〜約１／４で溶接できる。したがって、高周波溶接装置の設備を小規模化することができる。
（４）高周波溶接とサブマージアーク溶接を併用して溶接するので、生産効率性を向上することができる。
（５）製造例１及び同２の製造方法に比べて溶接鋼管の製造速度を速くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の一実施形態の溶接鋼管の製造方法の製造工程を概略的に示す説明図であって、同図（ａ）は鋼帯（コイル）を示す図、同図（ｂ）は直線シーム素管を成形する工程を示す説明図、同図（ｃ）は前記素管の一部（シーム部の部分）を拡大して示す説明図、同図（ｄ）は同図（ｃ）の前記素管のシーム部（開先部）の部分をさらに拡大して示す説明図、同図（ｅ）〜（ｈ）は溶接工程を段階的に示す説明図である。
【図２】前記製造方法の製造工程の流れを概略的に示すフロー図である。
【図３】図３（ａ）〜（ｅ）は本発明の他の実施形態の溶接鋼管の製造方法の製造工程の要部を概略的に示す説明図である。
【図４】図４（ａ）〜（ｆ）は本発明のさらに他の実施形態の製造工程の要部を概略的に示す説明図である。
【図５】図５（ａ）〜（ｅ）は本発明のさらに他の実施形態の製造工程の要部を概略的に示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、図面を参照して本発明の溶接鋼管の製造方法の実施形態の一例について説明する。
【００２７】
図１及び図２は本発明の一実施形態（実施形態１）を示す。同図に示すように、本発明の溶接鋼管は鋼帯１（Ｃｏｉｌ）を素材として製造される。鋼帯１は、例えば肉厚約５ｍｍ〜約２５．４ｍｍ程度のものが使用される。鋼管は例えば外径約２００ｍｍ〜約６６０ｍｍ程度の範囲のものが製造される。鋼管の長さは特に限定されるものではなく任意に設定できるものであるが、例えば約５ｍ〜約１５ｍ程度の範囲を挙げることができる。上記例示した寸法は製造する鋼管の用途等に応じて任意に選択される。但し、上記寸法は一例として挙げたもので、上記範囲に限定されるものではない。
【００２８】
以下、製造工程について説明する。本実施形態１の溶接鋼管の製造方法は、その方法の実施に使用する製造設備として図２に示すように、第１の製造ライン１００（一次ライン）及び第２の製造ライン２００（二次ライン）とを備える。高周波溶接加工は一次ライン１００（ｉｎ−ｌｉｎｅ）中で行なわれる。サブマージアーク溶接加工は二次ライン２００（ｏｆｆ−ｌｉｎｅ）中で行なわれる。二次ラインは通常は複数ライン（例えば２〜５ライン）並列して設置される。
なお、一次ライン中のエッジミーリング，成形ロール，高周波溶接装置，切断装置等、及び二次ライン中のサブマージアーク溶接装置やスラグ除去装置等については、それ自体の構成は従来装置と略同様であるため、図示を省略してある。上記の点については後述する各実施形態においても同様である。
【００２９】
次に製造工程について具体的に説明する。一次ライン（ｉｎ−ｌｉｎｅ）中において、鋼帯１（コイル）を設定した所定速度で連続的に供給し、エッジ加工部１０において、該部を通過中に鋼帯１の両側端部をエッジミーリングでエッジ加工（開先加工）を行なう。エッジ加工については追ってさらに説明する。
【００３０】
次いで、エッジ加工後の鋼帯１をフォーミング部１１を通過中に、フォーミング部１１の成形ロール群で連続的に管状に曲成して、図１（ｂ），（ｃ）等に示すように、鋼帯１の両側端部１ａ，１ｂを突き合わせてスクイズロール等の押圧ロール（図示せず）で押圧（圧接）して直線シーム素管２（シーム部を溶接する前の鋼管）を成形する。
【００３１】
次いで、高周波溶接加工部１２において、前記素管２のシーム部２０（開先部）の内面側の所定の範囲内の部位だけを選定して、図１（ｅ）に示すように、高周波溶接（ＨＦＷ）で溶接３（内面溶接）する。前記内面溶接３は、素管２の肉厚の寸法ｔの約１／２〜約１／８、好ましくは約１／３〜約１／８、さらに好ましくは約１／４〜約１／６の範囲内に設定して行なう。
【００３２】
前記溶接３の層（溶接部）の厚さを素管２の肉厚寸法ｔの約１／２以上に行なった場合、ＨＦＷ溶接層が多過ぎて、溶接部の品質の信頼度が低下するおそれがある。ＨＦＷ溶接部の厚さは可及的薄くする方が好ましい。しかし、溶接部の厚さを薄くし過ぎると、強度の点で問題が生じるおそれがある。
【００３３】
即ち、前記溶接部の厚さを例えば素管の肉厚の約１／８以下にすると、サブマージアーク溶接工程までの各加工工程の流れにおいて、溶接部が破裂したり損傷したりする問題が生じるおそれがある。そこで、上記のような問題の発生を防止するため、前記厚みの最小値を素管の肉厚の寸法の約１／８に設定したものである。前記溶接３については、追ってさらに説明する。
【００３４】
なお、図面中「外面」は素管２の外面側、「内面」は素管２の内面側を示す。
【００３５】
ここで、再びエッジ加工（開先加工）について説明する。上述したように、高周波溶接加工部１２において、素管２のシーム部２０の内面側の上記した範囲内の部位だけをＨＦＷで溶接３する。そのため、エッジ加工（開先加工）は上記に対応させるように加工される。
【００３６】
本実施形態１では、素管２のシーム部２０の外面側の開先部２０ａを略Ｖ形状（略Ｖ字形断面）に形成し、シーム部２０の内面側の開先部２０ｂを略逆Ｙ形状（略逆Ｙ字形断面）に形成するように加工されている。
【００３７】
外面側の開先部２０ａは、鋼帯の両側端部を約１５°〜約４５°の傾斜角度でエッジ加工して構成される。但し、上記範囲内に限定するものではない。本実施形態１では、両傾斜角度θ１，θ２（図１（ｄ）参照）をそれぞれ約３０°に設定してエッジ加工されている。外面側の開先部２０ａの寸法ｔ１（肉厚）は、内面側の開先部２０ｂの寸法ｔ２（肉厚）に対応して、素管２の肉厚の寸法ｔの約１／２〜約７／８の範囲内に形成される。本実施形態１では、素管２の肉厚の寸法ｔの約２／３の厚さに形成される。
【００３８】
内面側の開先部２０ｂは、上述したように略逆Ｙ形状に形成されている。開先部２０ｂの略逆Ｙ形状の逆Ｖ形部の両傾斜角度θ３，θ４（図１（ｄ）参照）は、それぞれ約３０°に設定してエッジ加工されている。但し、上記範囲内に限定するものではない。開先部２０ｂの寸法ｔ２（肉厚）は、素管２の肉厚の寸法ｔの約１／２〜約１／８の範囲内に形成される。本実施形態１では前記寸法ｔの約１／３の厚さに形成されている。
【００３９】
上記構成により、鋼帯１を成形ロール群で連続的に管状に曲成して、鋼帯１の両側端部１ａ，１ｂを突き合わせて押圧ロールで押圧すると、内面側の開先部２０ｂの略逆Ｙ形状のＩ字形の部分同士の両端面が圧接される。この状態で高周波溶接（ＨＦＷ）により開先部２０ｂを溶接する。これにより、素管２の開先部２０ｂの部位の母材は高周波により加熱されて溶融し、押圧されて溶接３される。
上記工程により、素管２のシーム部２０の内面側における素管２の肉厚の約１／３の部位だけが高周波溶接により溶接される。
【００４０】
上記高周波溶接加工する際の高周波の出力は、例えば約２００ＫＷ〜約４００ＫＷの程度の範囲で実施される。高周波溶接装置は例えば１セット（１基）設置される。溶接速度は内面側の開先部２０ｂの寸法ｔ２（肉厚）に対応して、従来のＨＦＷの溶接速度と同様の溶接速度で実施する。
【００４１】
次いで、ビード切削部１３において、図１（ｆ）に示すように、前記溶接部の内面溶接ビード３０及び外面溶接ビード３１（外面側の開先部２０ａ内の溶接ビード）をカッターできれいに切削する。前記ビード切削は高周波溶接の直後、即ち、前記溶接による溶接部の残留余熱を十分保有している状態、つまり、溶接部が残留余熱により赤状態を保有している間に直ちに行なう。
【００４２】
外面ビード切削用カッター３２は、外面側の開先部２０ａの大きさ及び形状と対応するものを使用できる。内面ビード切削用カッター３３は従来と同様に直線形カッターを使用できる。前記内面ビード及び外面ビード切削加工は同時に行なえる。上記外面ビード切削により、図１（ｇ）に示すように、シーム部２０の外面側にビード介在物などがない滑らかな開先部２０ａ１が形成される。内面ビード３０及び外面ビード３１を切削加工後の状態を図１（ｇ）に示す。
【００４３】
次いで、切断部１４において、上記成形加工した成形品を所定（所望）の寸法(定尺)に切断して一次溶接鋼管（シーム部の内面側を高周波溶接した溶接鋼管）を一次ライン中で製造する。なお、一次ライン中の鋼帯（Ｃｏｉｌ）１とエッジ加工部１０との間にコイル接続部１５を設置し、鋼帯１を接続できるように構成してもよい。前記コイル接続部１５は必須ではなく、所望に応じて設置する。
【００４４】
上記各加工工程により、一次ライン中で一次溶接鋼管（シーム部の内面側を高周波溶接した溶接鋼管）を製造し、前記一次溶接鋼管を二次ライン（ｏｆｆ−ｌｉｎｅ）へ搬送し、二次ライン中でサブマージアーク溶接して溶接鋼管を製造する。次にその製造工程について具体的に説明する。
【００４５】
タブ取付部１６において、前記一次溶接鋼管の端部にタブ（図示せず）を溶接して取付ける。そして、前記鋼管を設定した所定速度で縦方向へ移送（移動）し、外面溶接部１７において、前記鋼管のシーム部２０の外面側の開先部２０ａ１を図１（ｈ）に示すように、サブマージアーク溶接で溶接４する。
上記工程により、一次溶接鋼管のシーム部２０の外面側の開先部２０ａ１の全体の部位（管の肉厚の約２／３）がＳＡＷにより溶接される。
【００４６】
次いで、タブ切断部１８において、タブを切断し、スラグ除去部１９においてスラグを除去する。また、図示しない溶接部検査部で溶接部を検査し、成品仕上げ部で鋼管端面の仕上げ加工を行なう等の加工を行なって、溶接鋼管を製造する。
【００４７】
なお、上述したように、二次ラインは複数ライン（例えば２〜５ライン）並べて配置される。サブマージアーク溶接装置（ＳＡＷ装置)は各二次ライン毎にそれぞれ複数セット(複数基)、具体的には例えば２〜３セット（２〜３基、即ち２〜３電極）設置される。ＳＡＷ溶接する際の溶接電流は、外側面の開先部２０ａの寸法ｔ１（肉厚）により、従来と同様に例えば約１０００〜約２０００Ａｍｐ程度の範囲で実施される。
また、溶接速度は、外面側の開先部２０ａの寸法ｔ１（肉厚）に対応して、従来のＳＡＷ溶接の溶接速度と同様の溶接速度で実施する。
【００４８】
上記したように、実施形態１では、第１の製造ライン１００（一次ライン）を１ラインに対し、第２の製造ライン２００（二次ライン）を複数ライン（例えば２〜５ライン）設置して溶接する方法を採用している。その理由は次のとおりである。
即ち、ＳＡＷの溶接に比べてＨＦＷの溶接は少なくとも約３倍ないしそれ以上の速度で溶接できる。したがって、一次ラインを１ラインに対し、二次ラインを複数ライン並べて配置することにより、前記一次溶接鋼管を順次二次ラインへ搬送し、時間のロスを無くして連続的に溶接できるので、生産効率性を向上することができる。
【００４９】
実施形態１によれば、次のような作用効果を発揮することができる。
（１）溶接部の品質に優れ、信頼度が高い溶接鋼管（直線ビード鋼管）を製造できる。
（２）ＳＡＷによる内面溶接加工を行なわないので、溶接鋼管の製造技術的に容易になり、設備費を節減することができる。
（３）シーム部の内面側の１／２〜１／８だけの部位を高周波溶接（ＨＦＷ）で溶接するので、全体をＨＦＷ法で溶接する場合に比べて出力は約１／２〜約１／４で溶接できる。したがって、高周波溶接装置の設備を小規模化することができる。
（４）高周波溶接とサブマージアーク溶接を併用して溶接するので、生産効率性を向上することができる。
（５）上述した製造例１及び製造例２に比べて溶接鋼管の製造速度を速くすることができる。
【００５０】
図３は本発明の他の実施形態（実施形態２）の溶接鋼管の製造方法における製造工程の要部を概略的に示す説明図である。実施形態２において、実施形態１で既に説明した製造工程と共通する製造工程については説明を省略する。また、実施形態１で既に説明した構成と共通する構成部等には同一符号を付して説明は省略する。この点については後述する各実施形態においても同様である。実施形態２は、直線シーム素管２のシーム部２０の内面側の開先部２０ｃの構成に特徴がある。
【００５１】
実施形態２のシーム部２０の外面側の開先部２０ａは実施形態１と同様に略Ｖ形状に形成し、シーム部２０の内面側の開先部２０ｃを略Ｉ形状に形成するようにエッジ加工されている。他の構成及び製造工程については実施形態１と同様である。
【００５２】
実施形態２によれば、実施形態１同様の作用効果を奏する溶接鋼管を製造することができる。
【００５３】
図４は本発明のさらに他の実施形態（実施形態３）の溶接鋼管の製造方法における製造工程の要部を概略的に示す説明図である。実施形態３は、高周波溶接３の溶接部の外面溶接ビード３１の切削工程（方法）及び外面ビード切削用カッターの構成に特徴がある。
【００５４】
実施形態３の外面ビード切削用カッター３２Ａは、図４（ｃ）及び（ｆ）に示すように、先端部側を所望サイズの略Ｕ字形状に形成したものを採用している。そして、図４（ｃ）に示すように、外面溶接ビード３１を切削する工程において、前記ビード３１と一緒に開先部２０ａの母材の一部も切削して除去する方法を採用している。上記外面ビード切削により、図４（ｄ）に示すように、シーム部２０の外面側に略Ｕ形状の開先部２０ａ２が形成される。他の構成及び製造工程については実施形態１と同様である。
【００５５】
実施形態３の製造方法によっても実施形態１と同様の作用効果を奏する溶接鋼管を製造することができる。
【００５６】
図５は本発明のさらに他の実施形態（実施の形態４）の溶接鋼管の製造方法における製造工程の要部を概略的に示す説明図である。実施形態４は直線シーム素管２のシーム部２０の外面側の開先部２０ｄの構成及び外面ビード切削用カッター３２Ｂの構成に特徴がある。
【００５７】
実施形態４のシーム部２０の外面側の開先部２０ｄは、図５（ａ）に示すように、略Ｕ形状に形成するようにエッジ加工されている。また、外面ビード切削用カッター３２Ｂは、図５（ｃ）に示すように、先端部側を前記開先部２０ｄの大きさ及び形状と対応する略Ｕ形状に形成してある。そして、外面ビード切削により、図５（ｄ）に示すように、シーム部２０の外面側に前記開先部２０ｄと略同様で、かつ、ビード介在物などがない滑らかな開先部２０ｄ１が形成される。他の構成及び製造工程については実施形態１と同様である。
【００５８】
実施形態４の製造方法によっても実施形態１と同様の作用効果を奏する溶接鋼管を製造することができる。
【００５９】
（実施例）
次に本発明の実施例の一例について説明する。
【００６０】
実施形態１の製造方法により、肉厚２０ｍｍ、管外径５００ｍｍ、長さ１０．０ｍの溶接鋼管を下記溶接条件で実施して製造する。シーム部（開先部）の寸法（肉厚）は、内面側の開先部を１／３に対し、外面側の開先部を２／３に形成して実施した。
【００６１】
＜溶接条件＞
（第１の製造ライン）
ライン数：１ライン
ＨＦＷのセット数（基数）：１セット（１基）
出力：３５０ＫＷ
溶接速度：従来のＨＦＷ法と同様の速度
（第２の製造ライン）
ライン数：３ライン
ＳＡＷのセット数（基数）：各ラインごとに３セット（３電極）
溶接電流：各電極１３５０Ａｍｐ
溶接速度：従来のＳＡＷ法と同様の速度
【００６２】
上記溶接条件でシーム部の内面側の開先部を高周波溶接（ＨＦＷ）により溶接（ＨＦＷの溶接層は素管の肉厚の１／３）し、外面側の開先部をサブマージアーク溶接（ＳＡＷ）で溶接（ＳＡＷの溶接層は素管の肉厚の２／３）して、管外径５００ｍｍ、管長１０．０ｍの溶接鋼管を製造する。これにより、上述した（１）〜（５）に記載の作用効果を有する溶接鋼管を製造することができる。
【００６３】
なお、上記した実施形態の製造方法は一例として開示したもので、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載の技術思想を越脱しない範囲内において任意に変更可能なものである。
【符号の説明】
【００６４】
１ 鋼帯
２ 直線シーム素管
３ 高周波溶接
４ サブマージアーク溶接
３０ 内面溶接ビード
３１ 外面溶接ビード
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋼帯を素材とする溶接鋼管の製造方法に関する。さらに詳しくは、鋼帯を管状に曲成して直線シーム素管を成形し、前記素管のシーム部（開先部）を溶接して製造する溶接鋼管の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、溶接鋼管として、例えば平板状の鋼板（プレート＝Ｐｌａｔｅ）を素材とする鋼管及び鋼帯（コイル＝Ｃｏｉｌ）を素材とする鋼管がある。鋼帯は帯鋼とも称される。
【０００３】
溶接法としては、例えば電縫溶接（ＥＲＷ）やサブマージアーク溶接（ＳＡＷ）などが一般に広く知られている。なお、「ＳＡＷ」は「サブマージドアーク溶接」と称する場合もある。電縫溶接としては、高周波溶接（ＨＦＷ）が広く採用されている。ＨＦＷには高周波抵抗溶接（高周波電気抵抗溶接）及び高周波誘導溶接があり、その両方とも採用される。前記以外の溶接法として、例えば、レーザ溶接、或いはＴＩＧやＭＩＧ等のガスアーク溶接などが知られている。
【０００４】
溶接鋼管の種類としては、直線状に溶接するストレートシーム鋼管とスパイラル状に溶接するスパイラル鋼管とに大別することができる。
【０００５】
上述した素材、溶接法、及び種類等は鋼管の肉厚や管径及び用途目的等に応じて適宜選択して採用される。
【０００６】
鋼板（Ｐｌａｔｅ）を素材として製造する代表的な溶接鋼管の一つとして、ＵＯＥ鋼管がある。ＵＯＥ鋼管等は、例えば、次の工程により製造される。即ち、例えば、特開２００５−２８８４４８号公報等に記載されているように、鋼板の両側端部をミーリングで開先加工（エッジ加工）した後、Ｕプレス、Ｏプレスで素管（直線シーム素管）を成形する。溶接工程は、開先部(シーム部)を仮付け溶接し、内面溶接、外面溶接の順番で溶接する三工程で構成される。
【０００７】
前記素管（シーム部を溶接する前の鋼管）のシーム部（開先部）はＸ形開先形状に形成されている。仮付け溶接はシーム部の外面側の開先部をＣＯ２溶接法で行ない、本溶接の内面溶接及び外面溶接はサブマージアーク溶接（ＳＡＷ）で行なう。仮付け溶接も含め、前記いずれの溶接も下向き溶接で開先部が溶接できるように鋼管（素管）を適宜回転させる（製造例１）。上記ＳＡＷ溶接する際の溶接電流は、鋼板の肉厚により、例えば約１０００〜約２０００Ａｍｐ程度の範囲で実施される。
【０００８】
上記製造方法（製造例１）により、品質（溶接部の品質）が良く、信頼度が高い溶接鋼管が製造できる。しかし、製造例１は仮付け溶接，内面側の本溶接，外面側の本溶接の三工程の溶接、及び溶接工程中に素管を回転する操作が必要であり、また、内面溶接は素管の内部で溶接加工を行なうものであるため、生産効率性の問題及び設備費が高くなる等問題を有している。
【０００９】
そこで、上記問題点を解消する方法として、素管シーム部の外面を、仮付け溶接を兼用する溶接で本溶接した後、内面を本溶接する製造方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この製造方法によれば、溶接部の品質性を保持して生産効率性を向上することができる。しかし、素管を回転する操作及び内面溶接加工を素管の内部で行なう点についてはそのまま残されている。
【００１０】
一方、鋼帯（Ｃｏｉｌ）を素材として製造する溶接鋼管として、スパイラル鋼管とストレートシーム鋼管とがある。スパイラル鋼管は、例えば、鋼帯をミーリングでエッジ加工した後、スパイラル状に形成し、その側縁突き合わせ部を内面側及び外面側からそれぞれサブマージアーク溶接（ＳＡＷ）で溶接することにより製造される（製造例２）。
【００１１】
上記製造例２により、溶接部の品質が良く、信頼性が高いスパイラル溶接鋼管が製造できる。しかし、サブマージアーク溶接により製造されるスパイラル鋼管は製造速度が遅い。また、製造例２は、内面側及び外面側を下向き溶接するものであるため、スパイラル鋼管を回転しながら溶接するものである。さらにまた、内面溶接はスパイラル鋼管の内部で溶接加工を行なうものである。したがて、生産効率性の問題に加え、製造技術的な問題、及び設備費が高くなる等問題を有している。
【００１２】
そこで、スパイラル鋼管の製造において生産効率性を向上させる製造方法が試みられている。その一例として、鋼帯（コイル）をスパイラル状に成形し、その突き合わせ部に内面側からサブマージアーク溶接を行なった後、その溶接部が１５０℃以上の温度を保有している状態で、外面側から炭酸ガスアーク溶接を行ない、その上からサブマージアーク溶接を行なう製造方法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。この製造方法によれば、溶接部の品質を保持し、製造例２に比べて製造速度を速くすることができる。しかし、この製造方法によっても、上述した製造技術的な問題及び設備費の問題等については解消することはできない。
【００１３】
なお、上述したＵＯＥ鋼管及びスパイラル鋼管をＳＡＷ法で溶接して製造する際の溶接電流は、素材の肉厚により、一般的には例えば約１０００〜約２０００Ａｍｐ程度の範囲で実施される。
【００１４】
次に、鋼帯（Ｃｏｉｌ）を素材として製造するストレートシーム鋼管は、例えば、電縫溶接法（ＥＲＷ）による製造法が一般に知られている。電縫溶接としては、高周波溶接（ＨＦＷ）が一般に採用されている。
前記ストレートシーム鋼管は、例えば、鋼帯（Ｃｏｉｌ）を連続的に管状に曲成して、その両側端部を突き合わせて圧接して直線シーム素管を成形し、突き合わせ端部によるシーム部（開先部）を圧接しながら高周波加熱（高周波抵抗加熱又は高周波誘導加熱）により加熱して溶融して溶接することにより製造される（製造例３）。高周波溶接する際の高周波の出力は、鋼帯の肉厚により、一般的に例えば約３００ＫＷ〜約２０００ＫＷ程度の範囲で実施される。
【００１５】
製造例３のＥＲＷ（ＨＦＷ）による製造方法によれば、製造例１及び同２のサブマージアーク溶接（ＳＡＷ）による製造方法に比べ、製造速度をスピードアップすることができる。また、高周波溶接（ＨＦＷ）による溶接は、サブマージアーク溶接（ＳＡＷ）のようにシーム部を内面側及び外面側の両方から溶接する方法と異なり、素管のシーム部全体を同時に加熱して溶接するものであるから製造技術がＳＡＷに比べて簡単になると共に設備費も安くなる。しかし、高周波溶接法（ＨＦＷ）による溶接は、サブマージアーク溶接法（ＳＡＷ）による溶接に比べて溶接部の品質性の面における信頼度の点において問題性を有していると指摘されている。
【００１６】
そこで、製造例３の上記問題を解消する製造方法が試みられている。その一例として、例えば、鋼帯を連続的に搬送して管状（円筒状）に成形し、両側の鋼帯端部を高周波加熱により材料（鋼帯）の融点以下の温度に予熱した後、両側の鋼帯端部をスクイズローズで加圧して突き合わせ、その突き合わせ部にレーザービームを照射して加熱溶融して溶接する製造方法が提案されている（例えば、特許文献３，４参照）。この製造方法によれば、製造例３に比べて上述した溶接部の品質性の問題は解消されるように思われる。しかし、この製造方法においては、レーザー溶接設備を設置する必要があるので、設備が大規模になる問題が生じる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１７】
【特許文献１】特開２００５−２８８４４８号公報
【特許文献２】特開平６−２３５５３号公報
【特許文献３】特開平８−１７４２４９号公報
【特許文献４】特開平９−２４４８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
本発明は上記したような実情に鑑みてなされたもので、サブマージアーク溶接の特長（溶接部の高品質）及び高周波溶接の特長（製造速度及び製造技術等）の両方の特長を有効的に活用し、溶接部の品質性に優れていると共に設備を小規模化し、かつ、生産効率性を向上し得る溶接鋼管の製造方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
上記目的を達成するため、本発明のうち１つの発明（第１の発明）は、鋼帯を連続的に管状に曲成して直線シーム素管を成形し、前記素管のシーム部を溶接して溶接鋼管を製造する溶接鋼管の製造方法において、
前記素管のシーム部の内面側における前記素管の肉厚の１／２〜１／８の部位だけを高周波溶接した後、前記高周波溶接した溶接部の内面溶接ビード及び外面溶接ビードを前記高周波溶接直後に切削して除去し、次いで前記シーム部の外面側をサブマージアーク溶接する工程を含んで溶接することを特徴とする。
【００２０】
なお、本発明において、「高周波溶接」には、高周波抵抗溶接（高周波電気抵抗加熱溶接）及び高周波誘導溶接（高周波誘導加熱溶接）の両方が含まれる。
【００２１】
本発明の他の１つの発明（第２の発明）は、鋼帯を連続的に管状に曲成して直線シーム素管を成形し、前記素管のシーム部を溶接して溶接鋼管を製造する溶接鋼管の製造方法において、
第１の製造ライン及び第２の製造ラインを備え、
前記第1の製造ライン中で前記素管を成形すると共に、前記素管のシーム部の内面側における前記素管の肉厚の１／２〜１／８の部位だけを高周波溶接した後、前記高周波溶接した溶接部の内面溶接ビード及び外面溶接ビードを前記高周波溶接直後に切削して除去し、次いで前記第２の製造ライン中で前記シーム部の外面側をサブマージアーク溶接する工程を含んで溶接することを特徴とする。
【００２２】
本発明のさらに他の１つの発明（第３の発明）は、第２の発明の溶接鋼管の製造方法において、前記第１の製造ラインを１ラインに対し、前記第２の製造ラインを複数ライン備えていることを特徴とする。
【００２３】
本発明の第１及び第２の発明において、前記素管のシーム部の外面側の開先部は略Ｖ形状に形成することができる。また、前記素管のシーム部の外側面の開先部は略Ｕ形状に形成することもできる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば次のような作用効果を奏する。
（１）シーム部の内面側における素管の１／２〜１／８の部位だけを高周波溶接で溶接し、シーム部の前記部位以外の外面側をサブマージアーク溶接により溶接するので、溶接鋼管の生命線である溶接部の品質に優れ、信頼度が高い溶接鋼管（直線ビード鋼管）を製造できる。
（２）ＳＡＷによる内面溶接加工を行なわないので、製造技術的に容易になり、設備費を節減することができる。
（３）シーム部の内面側の１／２〜１／８だけを高周波溶接で溶接するので、全体を高周波溶接する場合に比べて出力は約１／２〜約１／４で溶接できる。したがって、高周波溶接装置の設備を小規模化することができる。
（４）高周波溶接とサブマージアーク溶接を併用して溶接するので、生産効率性を向上することができる。
（５）製造例１及び同２の製造方法に比べて溶接鋼管の製造速度を速くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の一実施形態の溶接鋼管の製造方法の製造工程を概略的に示す説明図であって、同図（ａ）は鋼帯（コイル）を示す図、同図（ｂ）は直線シーム素管を成形する工程を示す説明図、同図（ｃ）は前記素管の一部（シーム部の部分）を拡大して示す説明図、同図（ｄ）は同図（ｃ）の前記素管のシーム部（開先部）の部分をさらに拡大して示す説明図、同図（ｅ）〜（ｈ）は溶接工程を段階的に示す説明図である。
【図２】前記製造方法の製造工程の流れを概略的に示すフロー図である。
【図３】図３（ａ）〜（ｅ）は本発明の他の実施形態の溶接鋼管の製造方法の製造工程の要部を概略的に示す説明図である。
【図４】図４（ａ）〜（ｆ）は本発明のさらに他の実施形態の製造工程の要部を概略的に示す説明図である。
【図５】図５（ａ）〜（ｅ）は本発明のさらに他の実施形態の製造工程の要部を概略的に示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、図面を参照して本発明の溶接鋼管の製造方法の実施形態の一例について説明する。
【００２７】
図１及び図２は本発明の一実施形態（実施形態１）を示す。同図に示すように、本発明の溶接鋼管は鋼帯１（Ｃｏｉｌ）を素材として製造される。鋼帯１は、例えば肉厚約５ｍｍ〜約２５．４ｍｍ程度のものが使用される。鋼管は例えば外径約２００ｍｍ〜約６６０ｍｍ程度の範囲のものが製造される。鋼管の長さは特に限定されるものではなく任意に設定できるものであるが、例えば約５ｍ〜約１５ｍ程度の範囲を挙げることができる。上記例示した寸法は製造する鋼管の用途等に応じて任意に選択される。但し、上記寸法は一例として挙げたもので、上記範囲に限定されるものではない。
【００２８】
以下、製造工程について説明する。本実施形態１の溶接鋼管の製造方法は、その方法の実施に使用する製造設備として図２に示すように、第１の製造ライン１００（一次ライン）及び第２の製造ライン２００（二次ライン）とを備える。高周波溶接加工は一次ライン１００（ｉｎ−ｌｉｎｅ）中で行なわれる。サブマージアーク溶接加工は二次ライン２００（ｏｆｆ−ｌｉｎｅ）中で行なわれる。二次ラインは通常は複数ライン（例えば２〜５ライン）並列して設置される。
なお、一次ライン中のエッジミーリング，成形ロール，高周波溶接装置，切断装置等、及び二次ライン中のサブマージアーク溶接装置やスラグ除去装置等については、それ自体の構成は従来装置と略同様であるため、図示を省略してある。上記の点については後述する各実施形態においても同様である。
【００２９】
次に製造工程について具体的に説明する。一次ライン（ｉｎ−ｌｉｎｅ）中において、鋼帯１（コイル）を設定した所定速度で連続的に供給し、エッジ加工部１０において、該部を通過中に鋼帯１の両側端部をエッジミーリングでエッジ加工（開先加工）を行なう。エッジ加工については追ってさらに説明する。
【００３０】
次いで、エッジ加工後の鋼帯１をフォーミング部１１を通過中に、フォーミング部１１の成形ロール群で連続的に管状に曲成して、図１（ｂ），（ｃ）等に示すように、鋼帯１の両側端部１ａ，１ｂを突き合わせてスクイズロール等の押圧ロール（図示せず）で押圧（圧接）して直線シーム素管２（シーム部を溶接する前の鋼管）を成形する。
【００３１】
次いで、高周波溶接加工部１２において、前記素管２のシーム部２０（開先部）の内面側の所定の範囲内の部位だけを選定して、図１（ｅ）に示すように、高周波溶接（ＨＦＷ）で溶接３（内面溶接）する。前記内面溶接３は、素管２の肉厚の寸法ｔの約１／２〜約１／８、好ましくは約１／３〜約１／８、さらに好ましくは約１／４〜約１／６の範囲内に設定して行なう。
【００３２】
前記溶接３の層（溶接部）の厚さを素管２の肉厚寸法ｔの約１／２以上に行なった場合、ＨＦＷ溶接層が多過ぎて、溶接部の品質の信頼度が低下するおそれがある。ＨＦＷ溶接部の厚さは可及的薄くする方が好ましい。しかし、溶接部の厚さを薄くし過ぎると、強度の点で問題が生じるおそれがある。
【００３３】
即ち、前記溶接部の厚さを例えば素管の肉厚の約１／８以下にすると、サブマージアーク溶接工程までの各加工工程の流れにおいて、溶接部が破裂したり損傷したりする問題が生じるおそれがある。そこで、上記のような問題の発生を防止するため、前記厚みの最小値を素管の肉厚の寸法の約１／８に設定したものである。前記溶接３については、追ってさらに説明する。
【００３４】
なお、図面中「外面」は素管２の外面側、「内面」は素管２の内面側を示す。
【００３５】
ここで、再びエッジ加工（開先加工）について説明する。上述したように、高周波溶接加工部１２において、素管２のシーム部２０の内面側の上記した範囲内の部位だけをＨＦＷで溶接３する。そのため、エッジ加工（開先加工）は上記に対応させるように加工される。
【００３６】
本実施形態１では、素管２のシーム部２０の外面側の開先部２０ａを略Ｖ形状（略Ｖ字形断面）に形成し、シーム部２０の内面側の開先部２０ｂを略逆Ｙ形状（略逆Ｙ字形断面）に形成するように加工されている。
【００３７】
外面側の開先部２０ａは、鋼帯の両側端部を約１５°〜約４５°の傾斜角度でエッジ加工して構成される。但し、上記範囲内に限定するものではない。本実施形態１では、両傾斜角度θ１，θ２（図１（ｄ）参照）をそれぞれ約３０°に設定してエッジ加工されている。外面側の開先部２０ａの寸法ｔ１（肉厚）は、内面側の開先部２０ｂの寸法ｔ２（肉厚）に対応して、素管２の肉厚の寸法ｔの約１／２〜約７／８の範囲内に形成される。本実施形態１では、素管２の肉厚の寸法ｔの約２／３の厚さに形成される。
【００３８】
内面側の開先部２０ｂは、上述したように略逆Ｙ形状に形成されている。開先部２０ｂの略逆Ｙ形状の逆Ｖ形部の両傾斜角度θ３，θ４（図１（ｄ）参照）は、それぞれ約３０°に設定してエッジ加工されている。但し、上記範囲内に限定するものではない。開先部２０ｂの寸法ｔ２（肉厚）は、素管２の肉厚の寸法ｔの約１／２〜約１／８の範囲内に形成される。本実施形態１では前記寸法ｔの約１／３の厚さに形成されている。
【００３９】
上記構成により、鋼帯１を成形ロール群で連続的に管状に曲成して、鋼帯１の両側端部１ａ，１ｂを突き合わせて押圧ロールで押圧すると、内面側の開先部２０ｂの略逆Ｙ形状のＩ字形の部分同士の両端面が圧接される。この状態で高周波溶接（ＨＦＷ）により開先部２０ｂを溶接する。これにより、素管２の開先部２０ｂの部位の母材は高周波により加熱されて溶融し、押圧されて溶接３される。
上記工程により、素管２のシーム部２０の内面側における素管２の肉厚の約１／３の部位だけが高周波溶接により溶接される。
【００４０】
上記高周波溶接加工する際の高周波の出力は、例えば約２００ＫＷ〜約４００ＫＷの程度の範囲で実施される。高周波溶接装置は例えば１セット（１基）設置される。溶接速度は内面側の開先部２０ｂの寸法ｔ２（肉厚）に対応して、従来のＨＦＷの溶接速度と同様の溶接速度で実施する。
【００４１】
次いで、ビード切削部１３において、図１（ｆ）に示すように、前記溶接部の内面溶接ビード３０及び外面溶接ビード３１（外面側の開先部２０ａ内の溶接ビード）をカッターできれいに切削する。前記ビード切削は高周波溶接の直後、即ち、前記溶接による溶接部の残留余熱を十分保有している状態、つまり、溶接部が残留余熱により赤状態を保有している間に直ちに行なう。
【００４２】
外面ビード切削用カッター３２は、外面側の開先部２０ａの大きさ及び形状と対応するものを使用できる。内面ビード切削用カッター３３は従来と同様に直線形カッターを使用できる。前記内面ビード及び外面ビード切削加工は同時に行なえる。上記外面ビード切削により、図１（ｇ）に示すように、シーム部２０の外面側にビード介在物などがない滑らかな開先部２０ａ１が形成される。内面ビード３０及び外面ビード３１を切削加工後の状態を図１（ｇ）に示す。
【００４３】
次いで、切断部１４において、上記成形加工した成形品を所定（所望）の寸法(定尺)に切断して一次溶接鋼管（シーム部の内面側を高周波溶接した溶接鋼管）を一次ライン中で製造する。なお、一次ライン中の鋼帯（Ｃｏｉｌ）１とエッジ加工部１０との間にコイル接続部１５を設置し、鋼帯１を接続できるように構成してもよい。前記コイル接続部１５は必須ではなく、所望に応じて設置する。
【００４４】
上記各加工工程により、一次ライン中で一次溶接鋼管（シーム部の内面側を高周波溶接した溶接鋼管）を製造し、前記一次溶接鋼管を二次ライン（ｏｆｆ−ｌｉｎｅ）へ搬送し、二次ライン中でサブマージアーク溶接して溶接鋼管を製造する。次にその製造工程について具体的に説明する。
【００４５】
タブ取付部１６において、前記一次溶接鋼管の端部にタブ（図示せず）を溶接して取付ける。そして、前記鋼管を設定した所定速度で縦方向へ移送（移動）し、外面溶接部１７において、前記鋼管のシーム部２０の外面側の開先部２０ａ１を図１（ｈ）に示すように、サブマージアーク溶接で溶接４する。
上記工程により、一次溶接鋼管のシーム部２０の外面側の開先部２０ａ１の全体の部位（管の肉厚の約２／３）がＳＡＷにより溶接される。
【００４６】
次いで、タブ切断部１８において、タブを切断し、スラグ除去部１９においてスラグを除去する。また、図示しない溶接部検査部で溶接部を検査し、成品仕上げ部で鋼管端面の仕上げ加工を行なう等の加工を行なって、溶接鋼管を製造する。
【００４７】
なお、上述したように、二次ラインは複数ライン（例えば２〜５ライン）並べて配置される。サブマージアーク溶接装置（ＳＡＷ装置)は各二次ライン毎にそれぞれ複数セット(複数基)、具体的には例えば２〜３セット（２〜３基、即ち２〜３電極）設置される。ＳＡＷ溶接する際の溶接電流は、外側面の開先部２０ａの寸法ｔ１（肉厚）により、従来と同様に例えば約１０００〜約２０００Ａｍｐ程度の範囲で実施される。
また、溶接速度は、外面側の開先部２０ａの寸法ｔ１（肉厚）に対応して、従来のＳＡＷ溶接の溶接速度と同様の溶接速度で実施する。
【００４８】
上記したように、実施形態１では、第１の製造ライン１００（一次ライン）を１ラインに対し、第２の製造ライン２００（二次ライン）を複数ライン（例えば２〜５ライン）設置して溶接する方法を採用している。その理由は次のとおりである。
即ち、ＳＡＷの溶接に比べてＨＦＷの溶接は少なくとも約３倍ないしそれ以上の速度で溶接できる。したがって、一次ラインを１ラインに対し、二次ラインを複数ライン並べて配置することにより、前記一次溶接鋼管を順次二次ラインへ搬送し、時間のロスを無くして連続的に溶接できるので、生産効率性を向上することができる。
【００４９】
実施形態１によれば、次のような作用効果を発揮することができる。
（１）溶接部の品質に優れ、信頼度が高い溶接鋼管（直線ビード鋼管）を製造できる。
（２）ＳＡＷによる内面溶接加工を行なわないので、溶接鋼管の製造技術的に容易になり、設備費を節減することができる。
（３）シーム部の内面側の１／２〜１／８だけの部位を高周波溶接（ＨＦＷ）で溶接するので、全体をＨＦＷ法で溶接する場合に比べて出力は約１／２〜約１／４で溶接できる。したがって、高周波溶接装置の設備を小規模化することができる。
（４）高周波溶接とサブマージアーク溶接を併用して溶接するので、生産効率性を向上することができる。
（５）上述した製造例１及び製造例２に比べて溶接鋼管の製造速度を速くすることができる。
【００５０】
図３は本発明の他の実施形態（実施形態２）の溶接鋼管の製造方法における製造工程の要部を概略的に示す説明図である。実施形態２において、実施形態１で既に説明した製造工程と共通する製造工程については説明を省略する。また、実施形態１で既に説明した構成と共通する構成部等には同一符号を付して説明は省略する。この点については後述する各実施形態においても同様である。実施形態２は、直線シーム素管２のシーム部２０の内面側の開先部２０ｃの構成に特徴がある。
【００５１】
実施形態２のシーム部２０の外面側の開先部２０ａは実施形態１と同様に略Ｖ形状に形成し、シーム部２０の内面側の開先部２０ｃを略Ｉ形状に形成するようにエッジ加工されている。他の構成及び製造工程については実施形態１と同様である。
【００５２】
実施形態２によれば、実施形態１同様の作用効果を奏する溶接鋼管を製造することができる。
【００５３】
図４は本発明のさらに他の実施形態（実施形態３）の溶接鋼管の製造方法における製造工程の要部を概略的に示す説明図である。実施形態３は、高周波溶接３の溶接部の外面溶接ビード３１の切削工程（方法）及び外面ビード切削用カッターの構成に特徴がある。
【００５４】
実施形態３の外面ビード切削用カッター３２Ａは、図４（ｃ）及び（ｆ）に示すように、先端部側を所望サイズの略Ｕ字形状に形成したものを採用している。そして、図４（ｃ）に示すように、外面溶接ビード３１を切削する工程において、前記ビード３１と一緒に開先部２０ａの母材の一部も切削して除去する方法を採用している。上記外面ビード切削により、図４（ｄ）に示すように、シーム部２０の外面側に略Ｕ形状の開先部２０ａ２が形成される。他の構成及び製造工程については実施形態１と同様である。
【００５５】
実施形態３の製造方法によっても実施形態１と同様の作用効果を奏する溶接鋼管を製造することができる。
【００５６】
図５は本発明のさらに他の実施形態（実施の形態４）の溶接鋼管の製造方法における製造工程の要部を概略的に示す説明図である。実施形態４は直線シーム素管２のシーム部２０の外面側の開先部２０ｄの構成及び外面ビード切削用カッター３２Ｂの構成に特徴がある。
【００５７】
実施形態４のシーム部２０の外面側の開先部２０ｄは、図５（ａ）に示すように、略Ｕ形状に形成するようにエッジ加工されている。また、外面ビード切削用カッター３２Ｂは、図５（ｃ）に示すように、先端部側を前記開先部２０ｄの大きさ及び形状と対応する略Ｕ形状に形成してある。そして、外面ビード切削により、図５（ｄ）に示すように、シーム部２０の外面側に前記開先部２０ｄと略同様で、かつ、ビード介在物などがない滑らかな開先部２０ｄ１が形成される。他の構成及び製造工程については実施形態１と同様である。
【００５８】
実施形態４の製造方法によっても実施形態１と同様の作用効果を奏する溶接鋼管を製造することができる。
【００５９】
（実施例）
次に本発明の実施例の一例について説明する。
【００６０】
実施形態１の製造方法により、肉厚２０ｍｍ、管外径５００ｍｍ、長さ１０．０ｍの溶接鋼管を下記溶接条件で実施して製造する。シーム部（開先部）の寸法（肉厚）は、内面側の開先部を１／３に対し、外面側の開先部を２／３に形成して実施した。
【００６１】
＜溶接条件＞
（第１の製造ライン）
ライン数：１ライン
ＨＦＷのセット数（基数）：１セット（１基）
出力：３５０ＫＷ
溶接速度：従来のＨＦＷ法と同様の速度
（第２の製造ライン）
ライン数：３ライン
ＳＡＷのセット数（基数）：各ラインごとに３セット（３電極）
溶接電流：各電極１３５０Ａｍｐ
溶接速度：従来のＳＡＷ法と同様の速度
【００６２】
上記溶接条件でシーム部の内面側の開先部を高周波溶接（ＨＦＷ）により溶接（ＨＦＷの溶接層は素管の肉厚の１／３）し、外面側の開先部をサブマージアーク溶接（ＳＡＷ）で溶接（ＳＡＷの溶接層は素管の肉厚の２／３）して、管外径５００ｍｍ、管長１０．０ｍの溶接鋼管を製造する。これにより、上述した（１）〜（５）に記載の作用効果を有する溶接鋼管を製造することができる。
【００６３】
なお、上記した実施形態の製造方法は一例として開示したもので、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載の技術思想を越脱しない範囲内において任意に変更可能なものである。
【符号の説明】
【００６４】
１ 鋼帯
２ 直線シーム素管
３ 高周波溶接
４ サブマージアーク溶接
３０ 内面溶接ビード
３１ 外面溶接ビード
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼帯を連続的に管状に曲成して直線シーム素管を成形し、前記素管のシーム部を溶接して溶接鋼管を製造する溶接鋼管の製造方法において、
前記素管のシーム部の内面側における前記素管の肉厚の１／２〜１／８の部位だけを高周波溶接した後、前記高周波溶接した溶接部の内面溶接ビード及び外面溶接ビードを前記高周波溶接直後に切削して除去し、次いで前記シーム部の外面側をサブマージアーク溶接する工程を含んで溶接する
ことを特徴とする、溶接鋼管の製造方法。
【請求項２】
鋼帯を連続的に管状に曲成して直線シーム素管を成形し、前記素管のシーム部を溶接して溶接鋼管を製造する溶接鋼管の製造方法において、
第１の製造ライン及び第２の製造ラインを備え、
前記第1の製造ライン中で前記素管を成形すると共に、前記素管のシーム部の内面側における前記素管の肉厚の１／２〜１／８の部位だけを高周波溶接した後、前記高周波溶接した溶接部の内面溶接ビード及び外面溶接ビードを前記高周波溶接直後に切削して除去し、次いで前記第２の製造ライン中で前記シーム部の外面側をサブマージアーク溶接する工程を含んで溶接する
ことを特徴とする、溶接鋼管の製造方法。
【請求項３】
前記第１の製造ラインを１ラインに対し、前記第２の製造ラインを複数ライン備えていることを特徴とする、請求項２に記載の溶接鋼管の製造方法。
【請求項４】
前記素管のシーム部の外面側の開先部は略Ｖ形状に形成されていることを特徴とする、請求項１又は２に記載の溶接鋼管の製造方法。
【請求項５】
前記素管のシーム部の外面側の開先部は略Ｕ形状に形成されていることを特徴とする、請求項１又は２に記載の溶接鋼管の製造方法。
【請求項１】
鋼帯を連続的に管状に曲成して直線シーム素管を成形し、前記素管のシーム部を溶接して溶接鋼管を製造する溶接鋼管の製造方法において、
前記素管のシーム部の内面側における前記素管の肉厚の１／２〜１／８の部位だけを高周波溶接した後、前記高周波溶接した溶接部の内面溶接ビード及び外面溶接ビードを前記高周波溶接直後に切削して除去し、次いで前記シーム部の外面側をサブマージアーク溶接する工程を含んで溶接する
ことを特徴とする、溶接鋼管の製造方法。
【請求項２】
鋼帯を連続的に管状に曲成して直線シーム素管を成形し、前記素管のシーム部を溶接して溶接鋼管を製造する溶接鋼管の製造方法において、
第１の製造ライン及び第２の製造ラインを備え、
前記第1の製造ライン中で前記素管を成形すると共に、前記素管のシーム部の内面側における前記素管の肉厚の１／２〜１／８の部位だけを高周波溶接した後、前記高周波溶接した溶接部の内面溶接ビード及び外面溶接ビードを前記高周波溶接直後に切削して除去し、次いで前記第２の製造ライン中で前記シーム部の外面側をサブマージアーク溶接する工程を含んで溶接する
ことを特徴とする、溶接鋼管の製造方法。
【請求項３】
前記第１の製造ラインを１ラインに対し、前記第２の製造ラインを複数ライン備えていることを特徴とする、請求項２に記載の溶接鋼管の製造方法。
【請求項４】
前記素管のシーム部の外面側の開先部は略Ｖ形状に形成されていることを特徴とする、請求項１又は２に記載の溶接鋼管の製造方法。
【請求項５】
前記素管のシーム部の外面側の開先部は略Ｕ形状に形成されていることを特徴とする、請求項１又は２に記載の溶接鋼管の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１２−１６６２３４（Ｐ２０１２−１６６２３４Ａ）
【公開日】平成２４年９月６日（２０１２．９．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２８９４７（Ｐ２０１１−２８９４７）
【出願日】平成２３年２月１４日（２０１１．２．１４）
【出願人】（５１１０３９６０３）ＪＴＥ株式会社 (1)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月６日（２０１２．９．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月１４日（２０１１．２．１４）
【出願人】（５１１０３９６０３）ＪＴＥ株式会社 (1)
【Ｆターム（参考）】
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